【高中物理】高中物理(人教版)选修3-1同步教师用书:-第2章-3-欧姆定律.doc
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1、3欧姆定律学 习 目 标知 识 脉 络1.了解电阻的定义式及电阻的意义(重点)2理解欧姆定律(重点)3了解导体的伏安特性曲线(难点)欧 姆 定 律1实验探究(1)实验目的:研究导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻的关系(2)实验电路:图231(3)数据处理:用表格记录多组不同的电压、电流值,作出UI图象(4)实验结论:同一导体的UI图象是一条过原点的直线不同导体的UI图象的倾斜程度不同(5)实验分析电阻:定义:导体两端的电压与通过导体电流的比值叫作电阻,即RU/I.意义:反映导体对电流的阻碍作用单位:欧姆()、千欧(k)、兆欧(M)1 k103;1 M106.2欧姆定律(1)内容:导体中的电
2、流跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比(2)公式:I.(3)适用条件:适用于金属导电和电解质溶液导电对气态导体和半导体元件不适用1导体两端的电压越大,导体电阻越大()2导体的电阻与流过导体的电流成反比()3欧姆定律适用于白炽灯,不适用于日光灯管()一台电动机接在电路中,正常工作时能用欧姆定律吗?【提示】不能欧姆定律适用于金属导体、电解液等导体,对于含电动机的电路、含蓄电池的电路等欧姆定律是不适用的现有两个导体A和B,利用如图232所示的电路分别测量A和B的电压和电流,测得的实验数据见下表U/V02.04.06.08.0导体AI/A00.200.410.600.79导体BI/A00.1
3、30.260.400.53图232探讨1:对导体A或导体B来说,电流I与它两端电压U的关系怎样?【提示】正比探讨2:对导体A和导体B来说,电压U相同时,哪个导体中的电流I大些?哪个导体对电流的阻碍作用大些?【提示】导体A导体B.1欧姆定律的适用情况欧姆定律仅适用于纯电阻(将电能全部转化为内能)电路非纯电阻(电能的一部分转为内能)电路不适用2欧姆定律的两性(1)同体性:表达式I中的三个物理量U、I、R对应于同一段电路或导体(2)同时性:三个物理量U、I、R对应于同一时刻3公式I和R的比较比较项目IR意义欧姆定律的表达形式电阻的定义式前后物理量的关系I与U成正比,与R成反比R是导体本身的性质,不随
4、U、I的改变而改变适用条件适用于金属导体、电解液等适用于计算一切导体的电阻1(多选)根据欧姆定律,下列说法中正确的是()A由关系式UIR可知,导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定B由关系式RU/I可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比C由关系式IU/R可知,导体中电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比D由关系式RU/I可知,对一个确定的导体来说,所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值【解析】UIR和IU/R的意义不同,可以说I由U和R共同决定,但不能说U由I和R共同决定,因为电流产生的条件是导体两端存在电势差,A错误,C正确;可以利用RU/I计算
5、导体的电阻,但R与U和I无关,B错误,D正确【答案】CD2若加在某导体两端的电压为原来的时,导体中的电流减少了0.4 A如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大? 【导学号:34522022】【解析】设原来的电压为U0,电流为I0,导体的电阻为R,则由欧姆定律得R解得I01.0 A电压变为2倍后,R所以I2I02.0 A.【答案】2.0 A对公式I和R的两点提醒(1)欧姆定律的表达式是I,而公式R应该理解成电阻的比值定义式,比值定义的魅力就在于被定义的物理量与比值中的那两个物理量无关(2)R告诉了我们一种测量导体电阻的方法,即伏安法(3)对于定值电阻,由于UI成正比,故R.导 体 的 伏
6、安 特 性 曲 线1伏安特性曲线(1)概念:用纵坐标表示电流I,横坐标表示电压U的IU图象(2)形状过原点的直线,对应元件叫线性元件;过原点的曲线,对应元件叫非线性元件(3)意义:能形象直观的反映出导体电阻的变化规律2测绘小灯泡的伏安特性曲线(1)实验器材:小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源(或电池组)、开关、导线、坐标纸、铅笔等(2)实验电路如图233所示图2333实验操作(1)按如图233所示连接好电路,开关闭合前,将变阻器滑片滑至R的最左端(2)闭合开关,右移滑片到不同位置,并分别记下电压表、电流表的示数(3)依据实验数据作出小灯泡的IU图线1凡导电的物体,伏安特性曲线一定是直
7、线()2对于线性元件,伏安特性曲线的斜率越大,电阻越大()3若伏安特性曲线为曲线,说明该导体的电阻随导体两端电压的变化而变化()某同学用正确的方法描绘出了某种半导体元件的伏安特性曲线如图234所示,这种元件是线性元件吗?该元件的电阻随U的增大是如何变化的?图234【提示】因其IU图象为曲线,所以它是非线性元件随着电压的增大,半导体元件的温度升高,图线的斜率逐渐增大,又因为斜率的物理意义反映了电阻的倒数的变化规律,所以半导体元件的电阻随温度的升高而减小如图235所示为电学元件中的电流与导体两端电压之间的关系图象图235探讨1:图甲和图乙中的图线所描述的电流和电压关系有何区别?【提示】图甲中的电流
8、和电压之间为非线性关系,图乙中的电流和电压之间为线性关系,电流与电压成正比探讨2:图乙中的图线A和B所对应的元件的电阻哪个大些?【提示】图线B.1对导体的伏安特性曲线的三点理解(1)IU图线不同于UI图线,IU图线为导体的伏安特性曲线,加在导体两端的电压U是自变量,I是因变量(2)对IU图象或UI图象进行分析比较时,要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么,以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义,如图236甲中,R2R1.图236(3)IU图线是曲线时:导体电阻RP,即电阻等于图线上点(UP,IP)与坐标原点连线的斜率的倒数,而不等于该点切线斜率的倒数,如图237所示图2372滑动
9、变阻器的两种接法(1)两种接法及对比两种接法限流接法分压接法电路图(图中R为负载电阻,R0为滑动变阻器)闭合电键前滑片位置滑动触头在最左端,即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大滑动触头在最左端,即开始时R上分得的电压为零负载两端的电压调节范围UU0U通过负载的电流调节范围0接线情况用到滑动变阻器一上一下两个接线柱用到滑动变阻器两下一上三个接线柱(2)方法选择通常滑动变阻器以限流式为主,但遇到下述三种情况时必须采用分压式当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,必须选用分压接法若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的
10、额定值时,只能采用分压接法要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时(如测定导体的伏安特性,校对改装后的电表等),即大范围内测量时,必须采用分压接法3.某导体中的电流随其两端电压的变化如图238所示,则下列说法中正确的是()图238A加5 V电压时,导体的电阻是5 B加12 V电压时,导体的电阻约是1.4 C由图可知,随着电压的增大,导体的电阻先减小后不变D由图可知,随着电压的减小, 导体的电阻不断增大【解析】对某些导电器材,其伏安特性曲线不是直线,但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值本题中给出的导体在加5 V电压时,值为5 ,所以此时电阻为5 ;加12 V电压时,值为8 ,
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